智能风扇论文基于stc5410ad的智能电风扇控制系统

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1、基于STC5410AD的智能电风扇控制系统摘要：本设计以STC5410AD作为智能风扇的核心，巧妙的采用单片机控制技术,无级调速技术,PWM技术,温度传感技术,把智能控制技术应用于一般风扇之中,将电风扇的电机转速作为被控制量，由单片机分析采集到的数据温度信号，再通过可控硅对风扇进行调速，从而达到无须人为控制便可以自动调整风力大小的效果,通过时钟芯片DS1302实现定时功能,通过软件编程,实现睡眠风和自然风。关键词：STC5410AD，DS18B20，DS1302，MOC3041，开关霍尔;可控硅，电

2、风扇，PWM技术，模糊控制，PID算法目录1.系统方案选择和论证1.1设计要求1.1.1基本要求1.1.2发挥部分1.2系统基本方案1.2.1各模块方案选择和论证1.2.2系统各模块的最终方案2.系统硬件设计与实现2.1系统硬件的基本组成2.2主要单元电路的设计2.2.1检测部分电路的单元电路设计2.2.2智能控制部分的单元电路设计3.系统软件设计3.1数字温度传感器模块子程序设计3.2定时功能子程序3.3时钟模块子程序设计3.4按键功能子程序3.5系统主程序流程图4.系统测试4.1测试仪器4.2指

3、标测试4.2.1温度检测测试4.2.2风速检测精确度测试4.2.3风速响应时间测试4.2.4电源波动风速稳定测试4.3结论5.总结参考文献1.系统方案选择和论证1.1设计要求1.1.1基本要求1.1.2发挥部分1.2系统基本方案根据题目要求，系统可以划分为控制部分、信号检测部分。其中控制部分包括：主控制器模块、电机控制模块、计时模块、显示模块、模拟自然风模块。信号检测部分：包括温度检测、风速检测模块、按键检测模块。模块框图如图1.2.1所示。为实现各模块功能，分别做拉几种不同的设计方案并进行论证。图

4、1.2.1智能电风扇系统框图1.2.1各模块方案选择和论证（1）主控单元方案一：采用89C51单片机。键盘与显示电路、A/D转换电路的接口电路比较复杂；本系统还要控制控制风速，需要PWM模块还需增加专门的模块电路，外围电路比较烦琐。方案二：采用凌阳SPCE061A单片机作为主控制器，该单片机内置A/D转换模块，在32个I/O口中，两路DAC、14个中断源等丰富的硬件资源，但本系统需要无级调速和模拟自然风，所以需要外加EEPROM、控制模块和外加控制电路，电路复杂，且价格昂贵。方案三：采用STC541

5、0AD单片机作为主控制器，该单片机主要优点是：高速速度比普通8051快8~12倍、宽电压5.5~3.8.V、低功耗设计、12K字节片内flash程序存储器，擦写次数10万次以上512字节片内RAM数据存储器、芯片内部EEPROM功能、10位ADC，8通道、4路PWM、2个硬件16位定时器、硬件看们狗(WDT)，由于高速，所以控制精确，内部具有PWM，10位ADC，简化外部电路。本方案设计简单可靠，调试容易，在系统稳定的前提下，同时可以实现很好的人—机交互界面，性价比高。经比较以上三种方案，拟采用方案

6、三。（2）温度检测模块方案一：二极管温度传感器MTS102，二极管作为温度传感器常常用在温度变化范围大、精度要求适中的温度检测电路中，但是它还有激励电路，补偿电路和放大电路，电路设计很麻烦。方案二：采用Pt100铂电阻组建电桥电路，运用仪表放大器对电桥输出的变化电压进行差动放大，由A/D采样数据，送入微处理器，完成温度测量，PT100线性度不够好，再加上输出需要差动放大，存在温漂，本题目要求控制量非常精确，采用PT100不能达到题目要求。方案三：采用AD590温度传感器。AD590是美国AD公司生产

7、的二端式集成温度一电流传感器，该器件体积小、重量轻、性能稳定。测温范围为-50～+150℃；线性电流输出为1μA／K；线性度好，测量精度为±0.3℃；但AD590需要外围电路复杂,且需要占用较多的I/O口,在本题目要求测量的量比较多,所以I/O资源相对缺乏,加重了电路的复杂性。方案四：利用单线数字温度传感器DS18B20，只需要一根总线接口，这样可以大大节省系统的I/O资源。基于上述考虑，拟采用方案四（3）电机控制模块电机调速是整个控制系统中的重要方面之一，电机控制的精确性会影响整个系统的性能。方案

8、一:由单片机来的控制信号经光电耦合器MOC3041或者（4N25）耦合后，接可控硅MAC223的门极，控制双向可控硅的导通角，使输出端电压改变，从而是施加在电风扇的是输入电压发生变化，调节电风扇的转速，实现自然风，睡眠风等各挡无级调速。过零双向可控硅型光耦MOC3041,集光电隔离、过零检测、过零触发等功能于一身,避免了输入输出通道同时控制双向可控硅触发的缺陷,简化了电路结构。方案二：采用固态继电器（KSD203AC3）对电机的开或者关进行控制，通过开关的切换对电机的